本實(shí)用新型涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路。

背景技術(shù)：

樣品表面光斑照明位置監(jiān)測是許多光學(xué)檢測儀器的必要組成部分，照明位置監(jiān)測應(yīng)根據(jù)儀器本身光路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。目前大部分儀器的照明位置監(jiān)測主要采用直接探測照明區(qū)域散射光的形式實(shí)現(xiàn)，這種方式具有以下問題：該方案直接收集照明區(qū)域內(nèi)發(fā)射出來的散射光，利用位置探測器測量其位置，由于照明區(qū)域散射射光往往包含需要收集的信號光，人們通常利用激光分束器分出部分收集光進(jìn)行位置探測。此方案能夠直接得到照明光位置，但由于它取出了照明區(qū)域發(fā)出的部分光，可能導(dǎo)致探測信號的減弱；甚至當(dāng)樣品表面非常光滑時，照明區(qū)域的散射光非常弱，光電探測器也無法探測到。如：對于利用光散射測量晶圓表面缺陷的光學(xué)檢測儀器，當(dāng)且僅當(dāng)照明區(qū)域存在缺陷時照明區(qū)域才會發(fā)出較強(qiáng)散射光，若采用此方案，位置探測器大部分時間將探測不到任何信號。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請實(shí)施例通過提供一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路，解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過直接探測照明區(qū)域散射光的方法實(shí)現(xiàn)樣品表面照明光斑位置監(jiān)測時，探測信號減弱或無法探測到信號的問題。

本申請實(shí)施例提供一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路，包括：光源，所述光源斜入射至所述樣品表面，部分光自所述樣品表面射回空氣中，形成反射光；反射鏡，所述反射鏡接收所述反射光，并改變所述反射光的傳輸方向；位置探測器，所述位置探測器接收所述反射鏡改變傳輸方向后的反射光。

優(yōu)選的，所述反射鏡為多個，所述多個反射鏡平行放置；所述多個反射鏡用于對所述反射光的傳輸方向進(jìn)行多次改變，使所述反射光能傳遞至三維空間內(nèi)指定的位置。

優(yōu)選的，所述反射鏡為全反鏡。

優(yōu)選的，所述樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路還包括：反射光回收模塊；分束器，所述分束器和所述反射鏡平行放置；所述分束器對所述反射鏡改變傳輸方向后的反射光進(jìn)行分束，形成兩路光束；一路光束經(jīng)所述分束器后反射至所述位置探測器，另一路光束經(jīng)所述分束器后透射至所述反射光回收模塊。

優(yōu)選的，所述位置探測器接收到的，來自所述分束器反射的光束的功率為第一功率；所述反射光回收模塊接收到的，來自所述分束器透射的光束的功率為第二功率；所述第一功率小于所述第二功率。

優(yōu)選的，所述反射光回收模塊為光阱。

優(yōu)選的，所述光源為激光器。

優(yōu)選的，所述光源以會聚的方式照射至樣品表面時，所述樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路還包括會聚透鏡，所述會聚透鏡排布在所述反射鏡后；所述會聚透鏡調(diào)整入射至所述位置探測器平面上光斑的尺寸。

本申請實(shí)施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

在本申請實(shí)施例中，通過探測樣品表面反射光的位置間接得到樣品表面照明光斑位置，避免了探測信號的減弱，并適用于樣品散射極弱的情況。

進(jìn)一步的，在本申請實(shí)施例中，由于表面較粗糙的樣品反射光強(qiáng)度也較強(qiáng)，因此對樣品表面粗糙度的要求較低。

進(jìn)一步的，在本申請實(shí)施例中，位置探測器可位于樣品下方，使儀器的空間設(shè)計(jì)更具靈活性。

進(jìn)一步的，在本申請實(shí)施例中，將樣品表面照明光斑位置監(jiān)測與反射光回收模塊相結(jié)合，既節(jié)省了儀器空間，又不會損失有用的信號光。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的位置探測器得到的光斑偏離與樣品表面光斑偏離的對應(yīng)關(guān)系；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-光源，2-反射鏡，3-位置探測器，4-分束器，5-反射光回收模塊。

具體實(shí)施方式

本申請實(shí)施例通過提供一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路，解決了現(xiàn)有技術(shù)中解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過直接探測照明區(qū)域散射光的方法實(shí)現(xiàn)樣品表面照明光斑位置監(jiān)測時，探測信號減弱或無法探測到信號的問題。

本申請實(shí)施例的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，總體思路如下：

一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路，包括：光源，所述光源斜入射至所述樣品表面，部分光自所述樣品表面射回空氣中，形成反射光；反射鏡，所述反射鏡接收所述反射光，并改變所述反射光的傳輸方向；位置探測器，所述位置探測器接收所述反射鏡改變傳輸方向后的反射光。

由于本方案位置探測器不是直接探測樣品表面光斑位置，因此探測到的光束偏離不等于樣品表面光束偏離，需要找到兩者的對應(yīng)關(guān)系。如圖1所示，具體方法為：建立兩個二維直角坐標(biāo)系(坐標(biāo)系1及坐標(biāo)系2)，其中坐標(biāo)系1的中心為光斑無偏移時光束中心點(diǎn)，取入射平面與樣品表面交界線為x軸(坐標(biāo)軸x1)，其垂直方向?yàn)閥軸(坐標(biāo)軸y1)；坐標(biāo)系2位于位置探測器探測平面，同樣取光斑無偏移時中心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸及y軸具體方向如圖1所示，并取反射鏡及分束器與樣品表面所呈現(xiàn)銳角為θ。

當(dāng)位置探測器探測到光斑中心對應(yīng)坐標(biāo)系2坐標(biāo)為(a2，b2)，則樣品表現(xiàn)光斑中心對應(yīng)坐標(biāo)系1坐標(biāo)(a1，b1)滿足關(guān)系：

當(dāng)放置了多個反射鏡改變反射光光路時，上面的對應(yīng)關(guān)系還需要調(diào)整，應(yīng)采用同樣的方法，分別在樣品表面及位置探測器表面建立兩個二維坐標(biāo)系，并定義光斑未偏離是中心點(diǎn)為原點(diǎn)，找到光斑偏離在兩個坐標(biāo)系下坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1：

一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路，包括光源1、反射鏡2、位置探測器3。

所述光源1為激光器；所述反射鏡2為全反鏡。

所述光源1斜入射至所述樣品表面，部分光自所述樣品表面射回空氣中，形成反射光；所述反射鏡2接收所述反射光，并改變所述反射光的傳輸方向；所述位置探測器3接收所述反射鏡改變傳輸方向后的反射光。

本實(shí)施例通過探測樣品表面反射光的位置間接得到樣品表面照明光斑位置，避免了探測信號的減弱，并適用于樣品散射極弱的情況。由于表面較粗糙的樣品反射光強(qiáng)度也較強(qiáng)，因此對樣品表面粗糙度的要求較低。位置探測器可位于樣品下方，使儀器的空間設(shè)計(jì)更具靈活性。

實(shí)施例2：

一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路，包括光源1、反射鏡2、位置探測器3。

所述光源1以會聚的方式照射至樣品表面時，所述樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路還包括會聚透鏡，所述會聚透鏡排布在所述反射鏡2后。

所述光源1為激光器；所述反射鏡2為全反鏡。

所述光源1斜入射至所述樣品表面，部分光自所述樣品表面射回空氣中，形成反射光；所述反射鏡2接收所述反射光，并改變所述反射光的傳輸方向；所述會聚透鏡調(diào)整所述反射鏡改變傳輸方向后的反射光的光斑尺寸；所述位置探測器3接收經(jīng)過所述會聚透鏡調(diào)整后的反射光。

本實(shí)施例通過探測樣品表面反射光的位置間接得到樣品表面照明光斑位置，避免了探測信號的減弱，并適用于樣品散射極弱的情況。由于表面較粗糙的樣品反射光強(qiáng)度也較強(qiáng)，因此對樣品表面粗糙度的要求較低。位置探測器可位于樣品下方，使儀器的空間設(shè)計(jì)更具靈活性。

實(shí)施例3：

一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路，包括光源1、反射鏡2、位置探測器3。

所述光源1為激光器；所述反射鏡2為全反鏡。

所述反射鏡2為多個，所述多個反射鏡平行放置。

所述光源1斜入射至樣品表面，部分光自所述樣品表面射回空氣中，形成反射光；所述多個反射鏡對所述反射光的傳輸方向進(jìn)行多次改變；所述位置探測器3接收所述多個反射鏡改變傳輸方向后的反射光。

本實(shí)施例通過探測樣品表面反射光的位置間接得到樣品表面照明光斑位置，避免了探測信號的減弱，并適用于樣品散射極弱的情況。由于表面較粗糙的樣品反射光強(qiáng)度也較強(qiáng)，因此對樣品表面粗糙度的要求較低。位置探測器可位于樣品下方，使儀器的空間設(shè)計(jì)更具靈活性。此外，設(shè)置多個反射鏡能對反射光進(jìn)行多次轉(zhuǎn)向，將反射光傳遞至三維空間內(nèi)指定位置，且繞過儀器中其它組件及光路，進(jìn)一步提高了儀器空間設(shè)計(jì)的靈活性。

實(shí)施例4：

如圖2所示，一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路，包括光源1、反射鏡2、位置探測器3、分束器4、反射光回收模塊5。

所述光源1為激光器；所述反射鏡2為全反鏡；所述反射光回收模塊5為光阱。

所述分束器4和所述反射鏡2平行放置。

所述光源1斜入射至所述樣品表面，部分光自所述樣品表面射回空氣中，形成反射光；所述反射鏡2接收所述反射光，并改變所述反射光的傳輸方向；所述分束器4對所述反射鏡改變傳輸方向后的反射光進(jìn)行分束，形成兩路光束；一路光束經(jīng)所述分束器4后反射至所述位置探測器3，另一路光束經(jīng)所述分束器4后透射至所述反射光回收模塊5。

所述位置探測器3接收到的，來自所述分束器反射的光束的功率為第一功率；所述反射光回收模塊5接收到的，來自所述分束器透射的光束的功率為第二功率；所述第一功率小于所述第二功率。

本實(shí)施例通過探測樣品表面反射光的位置間接得到樣品表面照明光斑位置，避免了探測信號的減弱，并適用于樣品散射極弱的情況。由于表面較粗糙的樣品反射光強(qiáng)度也較強(qiáng)，因此對樣品表面粗糙度的要求較低。位置探測器可位于樣品下方，使儀器的空間設(shè)計(jì)更具靈活性。此外，將樣品表面照明光斑位置監(jiān)測與反射光回收模塊相結(jié)合，既節(jié)省了儀器空間，又不會損失有用的信號光。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種樣品表面照明光斑位置監(jiān)測光路至少包括如下技術(shù)效果：

1、在本申請實(shí)施例中，通過探測樣品表面反射光的位置間接得到樣品表面照明光斑位置，避免了探測信號的減弱，并適用于樣品散射極弱的情況。

2、在本申請實(shí)施例中，由于表面較粗糙的樣品反射光強(qiáng)度也較強(qiáng)，因此對樣品表面粗糙度的要求較低。

3、在本申請實(shí)施例中，位置探測器可位于樣品下方，使儀器的空間設(shè)計(jì)更具靈活性。

4、在本申請實(shí)施例中，將樣品表面照明光斑位置監(jiān)測與反射光回收模塊相結(jié)合，既節(jié)省了儀器空間，又不會損失有用的信號光。

最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。